(57)【要約】【課題】本発明は連続溶融方式によるガラスの製造方法において、炉内に投入されるガラス材料組成に偏りが生じ、製造されるガラスの物性が変動する問題を解決し、ガラスの物性の変動が極めて小さく、高い均質性を有するガラスの製造方法を提供すること。【解決手段】ガラス材料を連続的又は間歇的に溶融槽に供給し、前記溶融槽内で溶融したガラスを連続的に次工程に供給する工程を含むガラスの製造方法であって、  前記ガラス材料は複数種の無機原料が混合されたものであり、前記複数種の無機原料の調合工程、混合工程、及びガラス材料の供給工程に同一のコンテナを使用することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス材料を連続的又は間歇的に溶融槽に供給し、前記溶融槽内で溶融したガラスを連続的に次工程に供給する工程を含むガラスの製造方法であって、
前記ガラス材料は複数種の無機原料が混合されたものであり、
前記複数種の無機原料の調合工程、混合工程、及びガラス材料の供給工程に同一のコンテナを使用するガラスの製造方法。
【請求項２】
ガラスの２４時間当たりの引上量Ａ（ｋｇ）に対する、１回の調合量Ｂ（ｋｇ）の比Ｂ／Ａを０．０２０〜０．２００とする請求項１に記載のガラスの製造方法。
【請求項３】
前記複数種の無機原料の混合後、ガラス材料の供給の為のホッパーへの前記コンテナの移動時間は１５分以内である請求項１または２に記載のガラスの製造方法。
【請求項４】
前記コンテナがホッパーに設置されてから１５時間の間に前記コンテナ内のガラス材料がすべて供給される請求項１から３のいずれかに記載のガラスの製造方法。
【請求項５】
前記無機原料の調合工程において、少なくとも１種の無機原料の秤量は、他の無機原料の秤量の前後に複数回に分けて行われる請求項１から４のいずれかに記載のガラスの製造方法。
【請求項６】
前記ガラス材料は前記ホッパーから投入用バケットに秤量されて小分けされ、前記投入用バケットによって溶融槽へ投入され、前記投入用バケットによる１回の投入量が０．１ｋｇ〜２０．０ｋｇである請求項１から５のいずれかに記載のガラスの製造方法。
【請求項７】
製造されるガラスの物性の変動によって、前記無機原料の調合工程における無機原料の調合割合を変動させる請求項１から６のいずれかに記載のガラスの製造方法。
【請求項８】
前記調合工程において、各無機原料の秤量値を記録する請求項１から７のいずれかに記載のガラスの製造方法。
【請求項９】
前記供給工程において、前記ホッパーから投入用バケットへの小分け時の秤量値を記録する請求項１から８のいずれかに記載のガラスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はガラス材料を連続的又は間歇的に溶融槽に供給し、前記溶融槽内で溶融したガラスを連続的に次工程に供給する工程を含むガラスの製造方法に関し、特に上記方法でガラスを製造する場合のガラス材料の調合および供給方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載されているいわゆる連続溶融方式によるガラスの製造方法は溶融槽、清澄槽、撹拌槽（作業槽）など各機能が槽別に分かれており、ガラスの液位をほぼ一定とするようにガラス材料が連続的または間歇的に溶融槽へ投入され、溶融槽に投入されたガラス原料は溶融ガラスとなって連続的に次工程に送られ、清澄槽、撹拌槽を経たのちに順次冷却され成形されてガラス成形体となる。このような連続溶融方式は通常２４時間休み無く稼働して連続的にガラス製造が行われるため製造効率が非常に高いが、調合されたガラス材料には比重差、粒度差があるために、ガラス材料の搬送過程やガラス材料供給装置等から伝わる長時間の振動などによって炉内に投入されるガラス材料組成に偏りが生じ、製造されるガラスの物性が変動する問題があった。高い均質性が求められる光学ガラスの製造や、情報磁気記録媒体用ガラス基板の製造において、この様な現象は特に問題となっている。
【特許文献１】特開昭５８−４１７２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は連続溶融方式によるガラスの製造方法において、ガラスの物性の変動が極めて小さく、高い均質性を有するガラスの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
一般的にガラス材料は複数種の無機原料が所定量ずつ秤量されて一つの容器内に集められる事により一定量が調合され、調合後のガラス材料はミキサーへ移し替えられて混合され、混合後のガラスは溶融炉へとガラス材料を供給するためのホッパーへと移し替えられる。このようにガラス材料は調合工程、混合工程、及びガラス材料の供給工程の各工程で、それぞれの工程に使用する容器に移し替えることが行われているが、従来、この移し替えによるガラス材料組成の偏りは微小なものであり、ガラスの物性変動の影響は無視できるものと考えられていた。
【０００５】
しかし本発明者らが鋭意研究を重ねた結果、原料組成の変動は長時間の振動だけでなく、ガラス材料を調合、混合、供給の各工程に使用する容器間で移し替える時にもガラス材料組成の偏りが生じ、それが製造されるガラスの物性変動に大きく影響することを見いだしたのである。すなわち、本発明はガラス材料の調合工程、混合工程、及びガラス材料の供給工程に同一のコンテナを使用することによって、ガラスの物性の変動が極めて小さく、高い均質性を有するガラスを製造できることを見いだし、この発明を完成したものであり、その具体的な構成は以下の通りである。
【０００６】
（構成１）
ガラス材料を連続的又は間歇的に溶融槽に供給し、前記溶融槽内で溶融したガラスを連続的に次工程に供給する工程を含むガラスの製造方法であって、
前記ガラス材料は複数種の無機原料が混合されたものであり、
前記複数種の無機原料の調合工程、混合工程、及びガラス材料の供給工程に同一のコンテナを使用するガラスの製造方法。
（構成２）
ガラスの２４時間当たりの引上量Ａ（ｋｇ）に対する、１回の調合量Ｂ（ｋｇ）の比Ｂ／Ａを０．０２０〜０．２００とする構成１に記載のガラスの製造方法。
（構成３）
前記複数種の無機原料の混合後、ガラス材料の供給の為のホッパーへの前記コンテナの移動時間は１５分以内である構成１または２に記載のガラスの製造方法。
（構成４）
前記コンテナがホッパーに設置されてから１５時間の間に前記コンテナ内のガラス材料がすべて供給される構成１から３のいずれかに記載のガラスの製造方法。
（構成５）
前記無機原料の調合工程において、少なくとも１種の無機原料の秤量は、他の無機原料の秤量の前後に複数回に分けて行われる構成１から４のいずれかに記載のガラスの製造方法。
（構成６）
前記ガラス材料は前記ホッパーから投入用バケットに秤量されて小分けされ、前記投入用バケットによって溶融槽へ投入され、前記投入用バケットによる１回の投入量が０．１ｋｇ〜２０．０ｋｇである構成１から５のいずれかに記載のガラスの製造方法。
（構成７）
製造されるガラスの物性の変動によって、前記無機原料の調合工程における無機原料の調合割合を変動させる構成１から６のいずれかに記載のガラスの製造方法。
（構成８）
前記調合工程において、各無機原料の秤量値を記録する構成１から７のいずれかに記載のガラスの製造方法。
（構成９）
前記供給工程において、前記ホッパーから投入用バケットへの小分け時の秤量値を記録する構成１から８のいずれかに記載のガラスの製造方法。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ガラス材料を構成する複数種の無機原料を調合する工程、その後混合する工程、さらにその後のガラス材料の供給工程に同一のコンテナを使用することによって、ガラス材料の組成の偏りを極めて少なくすることができ、ガラスの物性の変動が極めて小さく、高い均質性を有するガラスを製造することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は本発明のガラス製造方法に使用する製造装置の概念図である。ガラス溶融炉４は溶融増４１、清澄槽４２、撹拌槽４３の各槽を有し、溶融ガラスの液位が略一定となるようにガラス材料供給装置５によってガラス材料が連続的または間歇的に供給される。ガラス溶融炉４に供給されたガラス材料は溶融槽４１で溶融ガラスとなって清澄工程などの次工程へと供給され、撹拌槽４３から流出したガラスは冷却され用途に適した形状へと成形される。
【０００９】
ガラス材料は複数種の無機原料が混合されたものである。前記無機原料は、炭酸塩、硝酸塩、弗化物、酸化物、複合塩などのからなる粉末原料や、ガラスが細かい塊状となったカレット等である。このような無機原料がそれぞれ原料コンテナ１２に収容されており、コンテナ１１がコンベヤー１３上を移動しながら各原料コンテナ１２から各無機原料が所定量秤量されてコンテナ１１内に集められる。本発明ではコンテナ１１内に各無機原料を所定量集める工程を調合工程とする。
【００１０】
調合工程の後において、コンテナ１１内に存在する各無機原料の組成は所定のものとなるが、コンテナ１１内の各部では各無機原料の組成に偏りが生じている状態である。このためコンテナ１１はミキサー２へと搬送され、コンテナ１１を回転や揺動させることによりコンテナ１１内の各無機原料を混合する。本発明ではこの工程を混合工程とする。
【００１１】
混合工程後、コンテナ１１内の各無機原料はほぼ均一に混ざった状態となり、ガラス材料組成には偏りがほぼ無い状態となる。そしてコンテナ１１はガラス原料供給装置５へと搬送され、ホッパー５４へ設置され、コンテナ１１内のガラス材料を溶融槽４１へ供給する供給工程に使用される。
【００１２】
このように調合工程、混合工程、及びガラス材料の供給工程に同一のコンテナ１１が使用され、各工程間で容器の移し替えが無いためにガラス材料組成の偏りが生じず、ガラスの物性の変動が極めて少なく、高い均質性を有するガラスを製造することができる。
【００１３】
供給工程において、コンテナ１１内のガラス材料が無くなると、それまでにホッパー５４へ設置されていたコンテナ１１が外され、新たにガラス材料が調合、混合されたコンテナ１１’（図示せず）が設置される。この時コンテナ１１とコンテナ１１’は同一のコンテナであって良いが、ガラス材料の供給を滞らせないためにはコンテナ１１とコンテナ１１’は別のコンテナとして、コンテナ１１がガラス材料の供給工程に使用されている間にコンテナ１１’によって次の調合工程、混合工程を行っておくことが好ましい。
【００１４】
ここで１回の調合工程で調合されるガラス材料の量が多いほど、１日当たりの調合工程および混合工程の回数が減り効率的であるが、一方で、前後で各々調合されたガラス材料の組成の変動に起因して、製造されるガラスの物性の変動が大きなうねりとなって現れてしまう。
従って、２４時間当たりに製造されるガラス質量を引上量Ａと定義する時に、引上量Ａ（ｋｇ）に対する、ガラス材料の１回の調合量Ｂ（ｋｇ）の比Ｂ／Ａを０．０２０〜０．２００とすることが好ましい。
Ｂ／Ａが０．０２０以上であると１日当たりの調合工程および混合工程の回数を少なくし効率的にガラスを生産することができる。上記効果を得るためにはＢ／Ａの下限値は０．０３０がより好ましく、０．０４０が最も好ましい。
また、Ｂ／Ａが０．２００以下であると、前後で各々調合されたガラス材料の組成に多少の変動があっても、溶融炉４の各槽を溶融ガラスが移動する間にこの組成の変動が緩和されることにより、製造されるガラスの物性の変動が極めて少なく、高い均質性を有するガラスを製造することができる。上記効果を得るためにはＢ／Ａの上限値は０．１９０がより好ましく、０．１８０が最も好ましい。
【００１５】
また、コンテナ１１がホッパー５４に設置されてから、コンテナ１１内のガラス材料がすべて供給される時間が長いと、ガラス材料の供給工程において、コンテナ１１が外界からの振動を受ける時間が長くなり、コンテナ１１内のガラス材料の組成が変動しやすくなる。
従って、この観点に立てばコンテナ１１がホッパー５４に設置されてから、コンテナ１１内のガラス材料を全て供給する時間は短いことが好ましく、コンテナ１１内のガラス材料の組成が変動を少なくするためには、前記時間は１５時間以内であることが好ましく、１２時間以内であることがより好ましく、１０時間以内であることが最も好ましい。  
【００１６】
前記複数種の無機原料の混合後、ガラス材料の供給の為のホッパー５４へコンテナ１１を搬送するのであるが、コンテナ１１の移動時にはコンテナ１１へ振動が伝わるために、コンテナ１１内のガラス材料の組成の変動が大きくなりやすい。
従って、ガラス材料の組成の変動を小さくするためには、コンテナ１１の移動時間は１５分以内であることが好ましく、１２分以内であることがより好ましく、１０分以内であることが最も好ましい。コンテナ１１の移動時間は少なければ少ないほど好ましい。
ここでコンテナ１１の移動時間とはコンテナ１１が実際に移動して動いている時間を指し、保管等のために動いていない時間を含まない。
【００１７】
調合工程では複数種の無機原料が原料コンテナ１２に収容されており、コンテナ１１がコンベヤー１３上を移動しながら各原料コンテナ１２から各無機原料が所定量秤量されてコンテナ１１内に集められるのは前述した通りだが、少なくとも１種の無機原料の秤量は、他の無機原料の秤量の前後に複数回に分けて行われることにより、その後に行われる混合工程において各種無機原料の混合が促進され、コンテナ１１内各部のガラス材料組成の均一性をより高めることができる。
すなわち、無機原料Ａを６、無機原料Ｂを３、無機原料Ｃを１ずつ秤量し1回の調合量を１０とする場合、まずコンテナ１１へ無機原料Ａを２だけ秤量して投入し、次に無機原料Ｂを３秤量して投入し、次に無機原料Ａを２だけ秤量して投入し、次に無機原料Ｃを１秤量して投入し、最後に無機原料Ａの残り２を秤量して投入する。
複数回に分けて秤量を行う無機原料は１種でもそれ以上でも良いが、少なくとも一番大きい割合で秤量される無機原料を複数回に分けると前記の効果がより大きいものとなるので好ましい。
【００１８】
また、調合工程において、原料コンテナ１２はロードセル１４によってその重量を計測することが出来るようになっており、原料コンテナ１２の重量の減少値を測定することによって、原料コンテナ１２からコンテナ１１への無機原料の秤量値を記録しておくことができる。このようにして、原料コンテナ１２からコンテナ１１への無機原料の秤量値を記録しておくことにより、製造されるガラスの物性に変動が生じた時にはガラス材料の調合工程にエラーがあったかどうか、またどの無機原料の秤量にエラーがあったかを調査することができる。
【００１９】
ガラス材料の供給工程においては、ホッパー５４にコンテナ１１が設置されてコンテナ１１内のガラス材料を溶融槽４１へ供給するのは前述した通りであるが、より詳しくはコンテナ１１内のガラス材料はホッパー５４から振動フィーダー５１によって投入用バケット５２へ秤量されて小分けされ、溶融槽４１へと間歇的に投入される。投入用バケット５２による溶融槽４１へのガラス材料の投入は、通常溶融ガラスの液位を液位測定装置（図示せず）によって測定し、所定の液位よりも所定量降下したタイミングで行うことが好ましい。この様にすることで、ガラス溶融炉４内の溶融ガラスの液位をほぼ一定に保つことができ、ガラス製造条件が一定に保たれるため製造されるガラス物性変動を極めて小さくすることができる。
【００２０】
また、前記の投入用バケット５２によってコンテナ１１内のガラス材料を溶融槽４１へ供給する方法以外にも、スクリュー式のガラス材料供給装置（図示せず）によってコンテナ１１内のガラス材料を連続的に溶融槽４１へ供給してもよい。但しスクリュー式のガラス材料供給装置によって連続的にガラス材料を供給する場合には、溶融ガラスの液位をほぼ一定とするように引上量に合わせてガラス材料の供給スピードを調節する必要が生じる。
【００２１】
前記投入用バケットによるガラス材料の１回の投入量は０．１ｋｇ〜２０．０ｋｇであることが好ましい。１回の投入量が０．１ｋｇ未満の場合は前記投入用バケットによるガラス材料の投入回数が多くなりすぎて効率的でないばかりか、ガラス材料の供給が追いつかず、所望の引上量を得ることができない。従って１回の投入量の下限は０．１ｋｇが好ましく、０．２ｋｇがより好ましく、０．３ｋｇが最も好ましい。
また、１回の投入量が２０．０ｋｇを超える場合には、ガラス材料の溶融に時間がかかり、溶融槽４１の温度が一時低下することや、溶融ガラスの液位の変動が大きくなること等に起因して製造されるガラスの物性の変動が大きくなりやすい。従って１回の投入量の上限は２０．０ｋｇが好ましく、１９．５ｋｇがより好ましく、１９．０ｋｇが最も好ましい。
【００２２】
また、ガラス材料の供給工程において、ホッパー５４はロードセル５３によってコンテナ１１とホッパー５４の重量を計測することが出来るようになっており、これらの重量の減少値を測定することによって、コンテナ１１から投入用バケット５２へのガラス材料を小分けする時のガラス材料の秤量値を記録しておくことができる。このようにして、コンテナ１１から投入用バケット５２へのガラス材料の秤量値を記録しておくことにより、製造されるガラスの物性に変動が生じた時にはガラス材料の供給工程にエラーがあったかどうかを調査することができる。
【実施例】
【００２３】
以下、本発明に係るガラスの製造方法について、具体的な実施例を挙げて説明する。
リチウムアルミノシリケート系のガラスをガラス溶融炉４を使用して連続溶融方式にて引上量が３００ｋｇとなるように製造した。
調合装置１には原料コンテナ１２に炭酸リチウム、珪酸、酸化アルミニウム等の各種無機原料を収容し、同一のコンテナ１１を使用して調合工程、混合工程を行ったのち、前記コンテナ１１をホッパー５４に設置してガラス材料を供給した。
調合工程においては１回の調合量を５０ｋｇとし、調合量の多い無機原料を他の無機原料の秤量の前後に分けて行った。
無機原料の混合後、コンテナ１１のホッパー５４に設置するまでの移動時間は５分であった。
投入用バケット５２による溶融槽４１への１回の投入量は１．０ｋｇであり、ホッパーに設置されているコンテナ１１内のガラス原料が全て供給される時間は７時間であった。
製造目的のガラスの屈折率ｎｄ（狙いｎｄ）は１．５３７７４であり、ガラス原料はこの狙いｎｄとなるように調合されている。
【００２４】
このようにしてガラスを製造し、屈折率ｎｄの値について、撹拌槽４３から狙いｎｄに調合割合を調整したガラス材料の流出が開始されて以後１６４時間後まで４時間ごとに測定値を記録した。この結果を表１に示す。ｎｄの値は小数第５位まで測定し、狙いｎｄとの差を１０５倍して表記した。
【００２５】
【表１】
2010105872.tif 000003
【００２６】
このようにして製造されたガラスは屈折率変動幅が０．０００１４と極めて小さく、ガラスの物性の変動が極めて小さいことが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明のガラス製造方法または製造方法に使用する製造装置の概念図である。
【符号の説明】
【００２８】
１  調合装置
１１  コンテナ
１２  原料コンテナ
１３  コンベヤー
１４  ロードセル
２  ミキサー
４  ガラス溶融炉
４１  溶融槽
４２  清澄槽
４３  撹拌槽
５  ガラス材料供給装置
５１  振動フィーダー
５２  投入用バケット
５３  ロードセル
５４  ホッパー
Ｍ  溶融ガラス
【図１】
2010105872.tif 000004